纸张两面性会导致印刷品质量的不均 匀性，不利于印刷品质量的控制。 正面平滑度较高，着墨效果较好，但表 面强度较反面低，在印刷中更易发生拉 毛现象。 反面较为粗糙，着墨效果较正面差，但 表面强度较高，在印刷中不易发生拉毛 现象。
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解决方法
为了克服纸张的这种两面性， 目前国外抄纸设备已采用立式夹网 造纸机，在网部采用两面同时脱水， 从而大大减少了纸张两面的差别， 也有效地解决了非涂料印刷纸在印 刷中的掉粉掉毛问题。
目前国际上开发了3种主要测量纸张 匀 度 的 仪 器 ， 分 别 为 STFI 匀 度 仪 、 QNSM匀度仪和MK公司的三维纸页结 构分析仪。
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第三节纸张的水平结构及垂直结构
➢水平结构 ➢垂直结构
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1 纸张的水平结构
纸张的水平结构就是纸张的理想二维网络 的统计几何结构。
纸页中每mm2的纤维交叉数在整个纸 页平面上是不等的，每根纤维交叉的数 量平面上各纤维间也各不相等。
了解2-D纸页的结构，应确定每mm2 纤维交叉数量的分布和每根纤维交叉数 量的分布。
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(1) 每mm2纤维交叉数量的分布
取决于每平方毫米内的纤维或纤 维段数量的变化。每平方毫米上纤维 段的变化是由于纤维的不均匀分布， 即纤维中心的不均匀分布造成的。
在纸内，一些纤维沿纸页顶面 沉积，一些在中层，还有一些则沿 本身全长接
在纸张的垂直结构中，最重 要的结构性质是纤维间粘结的程 度。
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相对黏结面积 RBA%
RBA=Sb/Sfe＝1-Se/Sfe Sfe 发生黏结的纤维的总比表面积
Sb 纸页中纤维间的总黏结比表面积
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3 纸张的匀度
纸 张 的 匀 度 （ Formation) 是 指 纸张中纤维分布的均匀程度 (Uniformity)。
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匀度的重要性
外观质量 物理性能 光学性能 非涂料印刷纸的印刷质量
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匀度的检测
匀度一般在均匀的光线照明下，利 用目测透视纸页来检查。
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1 纸张的纵向和横向
在纸页抄造过程中与造纸机 运转方向平行的为纸张的纵向 （Machine Direction，MD）；
与造纸机运转方向垂直的方 向为纸张的横向(Cross Direction, CD)。
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(1) 纸张的方向性
在纸页成型过程中纤维受到造纸 机运转方向较大的牵引力作用，使纤 维大多数沿造纸机运转方向排列，造 成纸张的纵向和横向在许多性能上存 在差别，即纸张的方向性。
Se 未发生黏结部分的比表面积
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剥离强度
纸张中纤维间的粘结状态决定了 纸张在垂直方向的抗张强度，称为剥 离强度或z向强度。
剥离强度在印刷中，尤其在轮转 胶印中十分重要，印刷过程的拉毛现 象就是由于纸张的z向强度不足造成的。
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第四节 纸张的孔隙结构
纸张是一种多孔材料。 纸张的孔隙结构对于印刷纸、书写 纸、过滤纸、防水(油)纸及其他纸的适 用性有重大的影响。
印刷油墨的颜料粒子也具有一定分 布，两者之间只有很好地匹配才能印刷 出高质量的印刷品。
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测量方法
基于毛细管模型而提出的测量纸张 孔径分布的方法有：水银压入法、置换 法、毛细管吸入法和毛细管上升法。
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横向纸比纵向纸在受湿度影响时 变形更为严重。
在单张纸胶印中更倾向用纵向纸 张。
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(4) 判定纸张纵横方向的方法
•将试样切成直径约50mmx50mm见方， 试样放在水面上，注意观察纸张卷曲的 方向，与卷曲轴平行的方向为纸张的纵 向。
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•按互相垂直的方向切取试样各一条， 长约200mm，宽15mm，并在每一条试 样上做一个记号，使其重叠，用手指捏 住一端，另一端自由地弯向左方或右方， 如两个纸条分开，下面的纸条弯曲大， 则为纸张的横向；再将两纸条弯向另一 方向，如上面纸条压在下面的纸条上， 两个纸条不分开，上面的纸条为横向。
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•按纸条的强度分辨纸张的纵横向。 一般纵向抗张强度大于横向抗张强 度，抗张强度大的方向为纸张纵向， 小的为横向。
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2 纸张的正面和反面
纸张有正反两面，正面为毛布面 (Felt Side)，反面为网面(Wire Side)。
在纸页成型过程中，反面与网接触， 使纸面产生网印。
z
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纸页截面图
纸页中每根纤维都平行于纸页 平面而排列，或者仅仅与平面成很 小的角度，纸页具有多层结构。
纸页中纤维间完全是分层排列 的，可以把纸页看成由多层2-D纸 页 组 成 的 多 平 面 纤 维 网 络 ， 即 MP 纸页。
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在纸页z向没有不连续层，对于 任意纤维，其长度是纸页厚度的 10～20倍，却没有沿纸页z向穿透 到一定厚度。
纤维中心的不均匀分布是纸页不 均匀性最基本的原因。
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(2) 每根纤维交叉数量的分布
每根纤维交叉数量不同原因有两个： ➢纸页中的纤维具有不同的长度； ➢在整个纸页上，纤维与单位长度线交 叉的数量是变化的。
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2 纸张的垂直结构
纸张的垂直结构(Vertical Structure) 即纸张的z向结构。
理想二维网络是指把n根纤维通过随机方 法放于面积为A的平面上形成的理想纤维网络， 简称为2-D纸页。
纸张具有多层结构，纸页中纤维都是 在平面上分布的。
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水平结构对力学性质的影响
纸页的力学性质取决于纤维间 的接触包括：
纤维间交叉的总量 每根纤维交叉的数量
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单位面积的交叉和单根纤维的交叉
通过半径为平均孔半径的孔的流体 流量与通过单位面积上所有孔隙的流体 流量相等。
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平均孔半径仅能表示出孔隙量的相对 大小，不能说明孔隙的大小、形状和分布。
不同类型的纸张，其平均孔半径差别 较大。
沿纸页纵向的平均孔半径最大，而沿 厚度方向的孔半径最小。
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孔径分布
纸张孔径的分布是印刷纸张非常重 要的性质。
第三章 纸张的结构
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主要内容
➢纸张的基本结构性质 ➢纸张的水平结构和垂直结构 ➢纸张的空隙结构
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第一节 概述
结
结构是指形成整体的元素
构 及其分布。
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纸张的结构是研究构成 内 纸张的元素，纤维、填料等 容 及其这些组分在整个纸页中
的排列和分布。
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长网造纸机
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(2) 纵向纸和横向纸
纸张纵向 纵向纸
印刷方向
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787x1092M
纸张横向 横向纸
(3) 印刷纸的使用方法
纸张纤维在吸湿润胀时，纤维直 径方向膨润的幅度比其长度方向要大， 故纸张吸湿时，横向伸长率比纵向大， 一般大2～8倍。
纸张的方向性在单张纸印刷中有 重要作用，特别是在胶印中。
简便！误差大！
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用苯饱和在不同温度下干燥的手抄 纸样，通过对试样饱和前后称重的 方法确定纸张的孔隙率。
苯 ε＝(W2-W1)/V.d
饱 W1 ：试样饱和前的质量
和 法
W2：试样饱和后的质量 V：纸张的体积 d：苯的密度
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较准确！
平均孔半径
平均孔半径又称等效孔半径 (Equivalent Pore Radius)，指长度等于纸 页厚度之孔隙的当量半径。
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规格为787*1092mm的单张印刷纸， 当相对湿度从50%升到65%时，纵向伸 长率为0.05%，横向伸长率为0.15%。
若787*1092mm为纵向纸，则其长 边伸长为0.55mm，短边伸长为1.18mm， 若为横向纸，则其长边伸长为1.64mm， 短边伸长为0.40mm.
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纸张的两面性
反面粗糙，也比较疏松，细小纤维少。 正面平滑、紧密，细小纤维和填料较多。 正、反面的各种性质都不一样，纸张的这种两 面不均的现象，称之为纸张的两面性。 产生纸张两面性的是在纸页成型过程中单面脱 水，网面细小纤维和填料流失所致。
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纸张两面性对印刷的影响
造纸原料和工艺决定了纸张的 结构，纸张的结构又决定了纸张的 性能，从而决定了纸张的使用效果。
结构不同的纸张具有不同的用 途。了解纸张的结构特点，对认识 它的性能和使用效果是非常重要的。
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1 非涂布印刷纸张的结构特点
具有多相复杂的结构元素； 结构元素在3个相互垂直方向上分布各向 异性； 大多数纸张的结构都具有两面性； 结构元素之间存在结合力，是纸张强度的 基础； 具有孔隙结构。
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(1) 孔隙结构对纸张性能的影响
纸张对油墨、水及其他乳浊液、 悬浊液的吸收和过滤性能，都由其孔 隙结构所决定。
若纸张的孔隙结构与油墨特性之 间不相匹配，在油墨固着之前过多吸 收油墨中的连结料，则会导致印刷品 光泽和密度的降低。
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(2) 孔隙结构的决定因素
纸张的孔隙结构是由多孔的纤维 和纸张成形过程中纤维之间的交织情 况决定的。
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2 涂布印刷纸张的结构特点
在非涂布纸表面涂布非纤维性的 矿物原料，表面性质不为纤维素纤维 所决定。 ➢ 双层涂布纸两面性减小或消除； ➢ 表面平滑度提高； ➢ 空隙较均匀； ➢ 光泽度高； ➢ 印刷性能优于非涂布纸。